21.11.2016
Forscherteam am CRTD identifiziert die Zellen, die während der Regeneration des Axolotl-Fingers zu Knochen werden
Mit der „Brainbow“-Methode markiertes Bindegewebe in der sich regenerierenden Fingerspitze des Axolotls. (Die Brainbow Labeling-Methode markiert beständig Zellen mit einer zufälligen Auswahl an Farbkombinationen. Diese Farbkombinationen werden an die Nachkommen der Zellen (nach Zellteilung) weitergegeben. Die runden Zellen in der Mitte repräsentieren die Skelett-Knorpelzellen, die an den Seiten von periskeletalen Zellen umhüllt sind. Die gelben Zellen entlang der Peripherie sind Hautzellen.)
Der Knochenregeneration auf der Spur: Am DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien (CRTD) – Exzellenzcluster an der TU Dresden, hat ein Team um Joshua Currie, PhD, und Elly Tanaka, PhD, eine Life-Imaging Methode während der Regeneration des Axolotls eingesetzt und damit einzigartige Migrationskinetiken verschiedener Typen von Bindegewebszellen identifiziert. Diese koordinieren die Entwicklung des Gewebes während der Regeneration. Die Ergebnisse dieser Studie sind am 21. November 2016 in der Fachzeitschrift Developmental Cell veröffentlicht worden.
Der Axolotl ist ein Champion der Regeneration. Er kann sein Gliedmaßenskelett vollständig regenerieren und ist in der Lage, Wunden ohne eine Bildung von Narben heilen zu lassen. Die Entschlüsselung dieser Prozesse verspricht, die Knochenregneration nach Frakturen zu verbessern, als auch die Narbenbildung während der Wundheilung zu reduzieren. Wird eine Gliedmaße des Axolotls amputiert, wandern Zellen zum Ort der Verletzung und bilden dort eine Ansammlung von Zellen, das sogenannte Blastem. Das Blastem baut dann die fehlenden Bereiche der Gliedmaße wieder auf. Eine zentrale Frage besteht dabei „Wo genau kommen die Zellen für das Blastem her?“ Um diese Frage zu beantworten, nutzen Currie et. al. eine mehrfarbige Label-Technik und die Methode des Life-Imaging, um die Regeneration in der Fingerspitze des Axolotls zu untersuchen. Dabei fanden sie heraus, dass die Zellen, welche den Knochen und die Zellen unter der Hautoberfläche umgeben, zur Wundumgebung wandern, um das fehlende Knochengerüst der Fingerspitze aufzubauen. Schließlich identifizierte das Team auch den Wachstumsfaktor PDGF-BB (Platelet-derived growth factor BB), der eine Rolle bei der Aktivierung und Migration der Zellen zur Wunde spielt und daher essentiell für die Bildung des Blastems ist.
„In der Zukunft wird es wichtig sein, zu verstehen, wie PDGF-BB, ein Wachstumsfaktor der auch in Menschen gefunden werden kann, in der Lage ist, Zellen zum Wandern in die Wundumgebung anzuregen. Außerdem möchten wir herausfinden, ob Wunden beim Menschen auch von diesem Wachstumsfaktor profitieren können, indem mehr Zellen angeregt werden, bei der Regeneration und der Wundheilung ohne Narbenbildung zu helfen,“ sagt der Erstautor der Studie, Joshua Currie, PhD.
Seit 2011 arbeitet Joshua Currie, PhD, als Postdoctoral Fellow am CRTD. 2011 erlangte er den Doktorgrad an der University of North Carolina (Chapel Hill, North Carolina, USA). Zuvor war er als Research Assistant an der Vanderbilt University (Nashville, Tennessee, USA) tätig.
Elly Tanaka, PhD, war von 2008 – 2016 als Professorin für „Animal Models of Regeneration“ an der Technischen Universität Dresden, am Exzellenzcluster und DFG-Forschungzentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) tätig. Seit September 2016 arbeitet sie als Senior Scientist am Research Institute of Molecular Pathology (IMP) in Wien, Österreich.
Publikation
„Live Imaging of Axolotl Digit Regeneration Reveals Spatiotemporal Choreography of Diverse Connective Tissue Progenitor Pools”
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.devcel.2016.10.013
Weitere Publikationen
Prayag Murawala, Elly M. Tanaka, Joshua D. Currie. ”Regeneration: The Ultimate Example of Wound Healing,” Seminars in Cell and Developmental Biology, 23(9), 954-962, 2012.
Tanaka EM. The Molecular and Cellular Choreography of Appendage Regeneration. Cell. 2016 Jun 16;165(7):1598-608. DOI: 10.1016/j.cell.2016.05.038.
Weitere Publikationen von Joshua Currie, PhD
Weitere Publikationen von Elly Tanaka, PhD
Informationen für Journalisten:
Franziska Clauß, M.A.
Pressestelle
Tel.: +49 351 458 82065
Das 2006 gegründete Zentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) der Technischen Universität konnte sich in der zweiten Runde der Exzellenzinitiative erneut als Exzellenzcluster und DFG-Forschungszentrum durchsetzen. Ziel des CRTD ist es, das Selbstheilungspotential des Körpers zu erforschen und völlig neuartige, regenerative Therapien für bisher unheilbare Krankheiten zu entwickeln. Die Forschungsschwerpunkte des Zentrums konzentrieren sich auf Hämatologie und Immunologie, Diabetes, neurodegenerative Erkrankungen sowie Knochenregeneration. Zurzeit arbeiten acht Professoren und zehn Forschungsgruppenleiter am CRTD, die in einem interdisziplinären Netzwerk von über 90 Mitgliedern sieben verschiedener Institutionen Dresdens eingebunden sind. Zusätzlich unterstützen 21 Partner aus der Wirtschaft das Netzwerk. Synergien im Netzwerk erlauben eine schnelle Übertragung von Ergebnissen aus der Grundlagenforschung in klinische Anwendungen. https://www.crt-dresden.de